光学元件亚表面损伤散射特性仿真研究

摘要

光学元件在研抛过程中不可避免地引入亚表层损伤缺陷,会破坏基底材料的均匀性,使入射的光波发生散射现象,严重影响产品光学性能.损伤隐蔽复杂的特点使得对其散射信号的研究变得十分困难.一种基于光散射法的亚表面无损检测方法——激光共焦显微检测方法,利用亚表面损伤对入射光的散射调制信号分析光学元件的亚表面损伤信息,具有快速、准确的特点.针对损伤的散射特性,结合时域有限差分法(FDTD),对颗粒状和微裂纹两类特殊损伤建立电磁仿真模型,研究聚焦光入射的散射光场分布,以及不同深度下探测得到光强变化曲线,得出损伤光强探测曲线能够反映出颗粒尺寸与深度及微裂纹宽度与深度的信息.研究结果对亚表面损伤无损探测方法的探索具有一定的理论指导价值.